G.Patton
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Einführung
Diese Ausgangsstoffe sind in vielen Rechtsordnungen kontrollierte oder regulierte Substanzen. Die Verwendung von unkontrollierten Vorläufersubstanzen bietet daher den Betreibern illegaler Labors eine Strategie, um das Risiko einer Entdeckung zu verringern. Catechol (1) ist ein gängiges chemisches Reagens, das in industriellem Maßstab synthetisiert wird und in der Synthese von Duftstoffen, Pestiziden, Drogen und Farbstoffen Verwendung findet. Eine Abzweigung von Catechol für illegale Aktivitäten ist daher sehr gut möglich. Safrol (4), ein gängiger Ausgangsstoff für die Herstellung von MDMA, ist ein Naturprodukt, das aus Sassafrasöl gewonnen wird und auch für die industrielle Herstellung von Duftstoffen, Aromen und einigen Insektiziden verwendet wird. Die Synthese von Safrol aus synthetischen Vorläufern, einschließlich Catechol, wurde als Mittel zur Verringerung der Abhängigkeit von variablen natürlichen Quellen untersucht. In diesem Beitrag wird eine synthetische Methode zur Herstellung von MDP2P (6) aus Catechol über Safrol vorgestellt, wobei die Reaktionswege im folgenden Schema dargestellt sind. Die Synthese von Safrol wird durch eine Reaktion mit zwei verschiedenen Bedingungen und leicht unterschiedlichen Ausbeuten dargestellt. Die Synthese von MDP2P aus Safrol erfolgte über die beiden in illegalen Labors am häufigsten verwendeten Methoden - die Wacker-Oxidation von Safrol (Route 1) mit 78 % Ausbeute (dieser Reaktion) und die Isomerisierung von Safrol sowie die Persäure-Oxidation und saure Dehydratisierung von Isosafrol (Route 2) mit 57 % Ausbeute (beide Reaktionen der Route 2).
Ausrüstung und Glasgeräte.
- 100-mL- und 1-L-Dreihalskolben mit rundem Boden;
- Rückflusskühler;
- BeheizterMagnetrührer;
- Retortenständer und Klammer zur Befestigung der Geräte;
- Laborthermometer (10 °C bis 200 °C) mit Kolbenadapter;
- Rotationsverdampfer;
- Vakuumquelle;
- Wasserbad;
- Glasstab;
- 500 mL x2; 200 mL x2; 100 mL x2 Bechergläser;
- 250 mL x2 und 100 mL Erlenmeyerkolben;
- 1-L-Buchner-Kolben und Trichter;
- 1 L Scheidetrichter, 250 mL für [1];
- Konventioneller Trichter;
- 100 mL Tropftrichter;
- 10 mL Kunststoff- oder Glasspritze.
- Methode [1]
- Stickstoff- oder Argonballon 10-20 L (1 atm) ist ausreichend;
- 10 mL birnenförmiger Kolben.
- Methode [2]
- Ölbad.
- 500 mL x2 Rundbodenkolben.
- (Weg 1)
- 10-mL-Birnenkolben.
- (Weg 2)
- 50 mL birnenförmiger Kolben.
Reagenzien.
- Catechol 20,0 g, 182 mmol;
- Natriumhydroxid 100 g;
- Dimethylsulfoxid (DMSO) 200 mL;
- Dichlormethan (CH2Cl2) 40 mL, 626 mL;
- Destilliertes Wasser (H20) 1,5 l;
- Diethylether (Et2O) 1140 mL;
- Natriumsulfat (Na2SO4) oder Magnesiumsulfat (MgSO4), wasserfrei ~200 g;
- Eisessig 2,6 mL, 45 mmol;
- Methanol (MeOH) 16 mL;
- Bromwasserstoffsäure (HBr) 6,0 mL, 8,9 M, 53 mmol;
- Wasserstoffperoxid (H2O2) 6,0 mL, 9,9 M, 59 mmol;
- Natriumhydrogensulfit (NaHSO3)-Lösung 10 mL, 10 % wässrig [Natriumbicarbonatsol. kann stattdessen verwendet werden];
- Natriumbicarbonat (NaHCO3) 20 g;
- Salzsäure (HCl) konz. ~60 mL
- Methanol 10 mL;
- Natriumchlorid (NaCl) 30 g;
- Allylbromid 40 mL (0,47 Mol) [2] oder 4,0 mL, 46 mmol [1];
- Tetrahydrofuran (THF) 170 mL, wasserfrei;
- Magnesium (Mg) 0,60 g, 25 mmol [1] oder 10-11g [2].
- Methode [1]
- DIBAH 1,5 M Lösung in Cyclohexan (0,10 mL, 150 mmol);
- Ammoniumchlorid (NH4Cl) gesättigte Lösung, 20 mL.
- Methode [2]
- Jodkristall (I2);
- Dibrommethan (CH2Br2) 2 mL;
- Kupfer(I)jodid 0,5 g;
- Ammoniaklösung (NH4OH) 80 mL 25%;
- Diethylether 800 mL.
- (Weg 1)
- Palladium(II)-chlorid (PdCl2) 12 mg, 68 mmol;
- p-Benzochinon 0,85 g, 7,9 mmol.
- (Weg 2)
- Kaliumhydroxid (KOH) 3 M wässrige Lösung;
- 1-Butanol 10 mL, 30 mmol;
- Wasserstoffperoxid (H2O2) 2,0 mL, 9,9 M aq. Lösung, 20 mmol;
- Ameisensäure 10 mL, 23,6 M, 240 mol;
- Aceton 6 mL;
- Schwefelsäure (H2SO4) 10 mL 2,8 M aq.
1-(2H-1,3-Benzodioxol-5-yl)propan-2-on:
Siedepunkt: 283 - 285 °C bei 760 mm Hg, 156 °C bei 11 mm Hg;
Schmelzpunkt: 87 - 88 °C;
Molekulargewicht: 178,185 g/mol;
Dichte: 1,211 g/ml;
CAS-Nummer: 4676-39-5.
Verfahren
1,3-Benzodioxol (2)In einen 1-L-Dreihalskolben mit Rückflusskühler, Magnet-/Oberrührer und Thermometer wurden Catechin (1) (20,0 g, 182 mmol) und eine wässrige Natriumhydroxidlösung (30 mL, 19,4 M, 582 mmol) gegeben und in 200 mL Dimethylsulfoxid aufgelöst. Die entstandene grüne Lösung wird auf 90-100°С erhitzt. Die Lösung wurde tropfenweise mit Dichlormethan (40 mL, 626 mL) versetzt und 4 Stunden lang unter Rückfluss auf 90-100°С erhitzt, dann wurde das Gemisch abgekühlt und 200 mL Wasser hinzugefügt. Das Gemisch wird dekantiert und das Produkt wird mit Diethylether (3 x 200 mL)extrahiert . Die Diethyletherextrakte wurden mit 3 x 200 mL Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dekantiert. Das Lösungsmittel wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt, wobei ein hellbraunes Öl erhalten wurde. Ausbeute: 14,8 g (66,7 %).
5-Brom-1,3-benzodioxol (3)
1,3-Benzodioxol (2) (6,00 mL, 52,2 mmol) wurde in einer Mischung aus Eisessig (2,6 mL, 45 mmol), 16 mL Methanol und 2 mL Wasser in einem 100 mL Dreihalskolben mit Rückflusskühler, Magnetrührer und Thermometer gelöst. Dann wurde Bromwasserstoffsäure (6,0 mL, 8,9 M, 53 mmol) tropfenweise in die Lösung gegeben, wobei sichergestellt wurde, dass die Temperatur unter 25°С blieb. Die Lösung wurde auf ca. 35°С erwärmt und Wasserstoffperoxid (6,0 mL, 9,9 M, 59 mmol) wurde tropfenweise zugegeben, wobei man darauf achtete, dass die Temperatur 50°С nicht überschritt. Die resultierende Lösung wurde 3 Stunden lang bei 40-50°С gerührt und abgekühlt. Die rote organische Schicht wurde mit Diethylether (1 x 40 mL) extrahiert und mit 10 mL wässriger 10%iger Natriumbisulfitlösung gewaschen. Die Ether-Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein orangefarbenes Öl entstand. Ausbeute: 8,95 g (85,2%).Safrol [5-(2-Propen-1-yl)-1,3-benzodioxol] (4)
[Methode 1]
Die folgende Grignard-Reaktion wurde in einem trockenen, birnenförmigen 10-ml-Kolben unter Stickstoff durchgeführt. Magnesium (0,60 g, 25 mmol), 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) (0,40 mL, 3,3 mmol) und eine 1,5 M Lösung von DIBAH in Cyclohexan (0,10 mL, 150 mmol) wurden in 20 mL wasserfreiem THF gerührt. Zusätzliches 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) (2,60 mL, 21,5 mmol) wurde tropfenweise zugegeben und das Gemisch 2 h lang gerührt. Die Lösung wurde mit einer Spritze abgenommen und tropfenweise zu Allylbromid (4,0 mL, 46 mmol) im Eisbad gegeben. Die Lösung wurde 24 h lang gerührt und die Reaktion durch Zugabe von 20 mL Wasser und 20 mL gesättigtem Ammoniumchlorid abgeschreckt. Das Produkt wurde in 3 x 80 mL Diethyletherextrahiert und mit 3 x 100 mL Wasser gewaschen. Die Ether-Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 3,30 g (82,1%).
[Methode 1]
Die folgende Grignard-Reaktion wurde in einem trockenen, birnenförmigen 10-ml-Kolben unter Stickstoff durchgeführt. Magnesium (0,60 g, 25 mmol), 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) (0,40 mL, 3,3 mmol) und eine 1,5 M Lösung von DIBAH in Cyclohexan (0,10 mL, 150 mmol) wurden in 20 mL wasserfreiem THF gerührt. Zusätzliches 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) (2,60 mL, 21,5 mmol) wurde tropfenweise zugegeben und das Gemisch 2 h lang gerührt. Die Lösung wurde mit einer Spritze abgenommen und tropfenweise zu Allylbromid (4,0 mL, 46 mmol) im Eisbad gegeben. Die Lösung wurde 24 h lang gerührt und die Reaktion durch Zugabe von 20 mL Wasser und 20 mL gesättigtem Ammoniumchlorid abgeschreckt. Das Produkt wurde in 3 x 80 mL Diethyletherextrahiert und mit 3 x 100 mL Wasser gewaschen. Die Ether-Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 3,30 g (82,1%).
[Methode 2]
In einen 500-mL-Kolben (in einem Magnetrührer/Ölbad) werden 10-11 g Magnesiumspäne und 150 mL Tetrahydrofuran (frisch aus Natrium destilliert) gegeben. Nach Zugabe eines kleinen Jodkristalls und 2 mL Dibrommethan zum Starten der Grignard-Reaktion werden 72 g 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) zugegeben, um einen leichten Rückfluss aufrechtzuerhalten. Zum Starten wird empfohlen, das Bad auf 50 °C zu erwärmen. Nach der Zugabe, die etwa 60 Min. dauert, wird das Ganze gerührt und 1 Std. unter Rückfluss gehalten, und die braune Flüssigkeit wird rasch in einen sehr trockenen 500-mL-Kolben mit Tropftrichter und Rückflusskühler umgefüllt. Die Magnesiumspäne werden mit weiteren 20 mL trockenem THF gewaschen, die Waschflüssigkeit wird zur Grignard-Lösung gegeben. Es wird etwas (0,5 g) Kupfer(I)-iodid zugegeben und unter Abkühlung im Eisbad tropfenweise 40 mL (0,47 Mol) Allylbromid zugegeben, wobei die Innentemperatur 40 °C nicht überschreiten sollte. Nach dem Stehenlassen über Nacht und anschließendem 1-stündigen Rückfluss wird das Reaktionsgemisch in einer Lösung von 20 mL 37%iger Salzsäure in 500 mL Wasser suspendiert und diese Lösung mit 80 mL 25%igem Ammoniak versetzt . Nach Auffangen von 2 l Destillat wird das Destillat mit Salzsäure auf Kongorot (pH 4) angesäuert, mit Kochsalz gesättigt und mit 4x200 mL Etherextrahiert .Die kombinierten Extrakte werden mit Natriumhydroxid (oder MgSO4) getrocknet, eingedampft (Rotavap), der Rückstand in Ether aufgenommen und gründlich mit Natriumhydroxid gewaschen. Nach dem Trocknen (Natriumsulfat) wird das Trockenmittel filtriert, mit 20 mL Ether gewaschen und die vereinigten Extrakte eingedampft. Der Rückstand wird vakuumdestilliert und man erhält 39 g (67 % der Theorie) Safrol, das bei 120-130 °C (20-25 mm Hg) siedet. Farbloses und typisch riechendes Öl.
MDP2P (6) (Weg 1)
Safrol (1,00 g, 6,17 mmol) wurde in 1 mL Methanol in einem 10-mL-Birnenkolben gelöst und tropfenweise zu einer Mischung aus Palladium(II)chlorid (12 mg, 68 mmol), p-Benzochinon (0,85 g, 7,9 mmol), 5 mL Methanol und 0,5 mL Wasser gegeben. Das resultierende Gemisch wurde 3 Stunden lang gerührt und filtriert. Das Filtrat wurde mit 10 mL 3,2 M Salzsäure versetzt. Das Produkt wurde mit 3x 20 mL Dichlormethan extrahiert und mit 2 x 20 mL gesättigter Natriumbicarbonatlösung, 2x 20 mL 1,3 M Natriumhydroxid und 2 x 20 mL Salzlösung gewaschen. Die organischen Extrakte wurden über wasserfreiem Natrium- (oder Magnesium-) Sulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 857 mg (78,0 %).
In einen 500-mL-Kolben (in einem Magnetrührer/Ölbad) werden 10-11 g Magnesiumspäne und 150 mL Tetrahydrofuran (frisch aus Natrium destilliert) gegeben. Nach Zugabe eines kleinen Jodkristalls und 2 mL Dibrommethan zum Starten der Grignard-Reaktion werden 72 g 5-Brom-1,3-benzodioxol (3) zugegeben, um einen leichten Rückfluss aufrechtzuerhalten. Zum Starten wird empfohlen, das Bad auf 50 °C zu erwärmen. Nach der Zugabe, die etwa 60 Min. dauert, wird das Ganze gerührt und 1 Std. unter Rückfluss gehalten, und die braune Flüssigkeit wird rasch in einen sehr trockenen 500-mL-Kolben mit Tropftrichter und Rückflusskühler umgefüllt. Die Magnesiumspäne werden mit weiteren 20 mL trockenem THF gewaschen, die Waschflüssigkeit wird zur Grignard-Lösung gegeben. Es wird etwas (0,5 g) Kupfer(I)-iodid zugegeben und unter Abkühlung im Eisbad tropfenweise 40 mL (0,47 Mol) Allylbromid zugegeben, wobei die Innentemperatur 40 °C nicht überschreiten sollte. Nach dem Stehenlassen über Nacht und anschließendem 1-stündigen Rückfluss wird das Reaktionsgemisch in einer Lösung von 20 mL 37%iger Salzsäure in 500 mL Wasser suspendiert und diese Lösung mit 80 mL 25%igem Ammoniak versetzt . Nach Auffangen von 2 l Destillat wird das Destillat mit Salzsäure auf Kongorot (pH 4) angesäuert, mit Kochsalz gesättigt und mit 4x200 mL Etherextrahiert .Die kombinierten Extrakte werden mit Natriumhydroxid (oder MgSO4) getrocknet, eingedampft (Rotavap), der Rückstand in Ether aufgenommen und gründlich mit Natriumhydroxid gewaschen. Nach dem Trocknen (Natriumsulfat) wird das Trockenmittel filtriert, mit 20 mL Ether gewaschen und die vereinigten Extrakte eingedampft. Der Rückstand wird vakuumdestilliert und man erhält 39 g (67 % der Theorie) Safrol, das bei 120-130 °C (20-25 mm Hg) siedet. Farbloses und typisch riechendes Öl.
MDP2P (6) (Weg 1)
Safrol (1,00 g, 6,17 mmol) wurde in 1 mL Methanol in einem 10-mL-Birnenkolben gelöst und tropfenweise zu einer Mischung aus Palladium(II)chlorid (12 mg, 68 mmol), p-Benzochinon (0,85 g, 7,9 mmol), 5 mL Methanol und 0,5 mL Wasser gegeben. Das resultierende Gemisch wurde 3 Stunden lang gerührt und filtriert. Das Filtrat wurde mit 10 mL 3,2 M Salzsäure versetzt. Das Produkt wurde mit 3x 20 mL Dichlormethan extrahiert und mit 2 x 20 mL gesättigter Natriumbicarbonatlösung, 2x 20 mL 1,3 M Natriumhydroxid und 2 x 20 mL Salzlösung gewaschen. Die organischen Extrakte wurden über wasserfreiem Natrium- (oder Magnesium-) Sulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 857 mg (78,0 %).
Synthese von Isosafrol (5) (Route 2)
Safrol (1,40 g, 8,63 mmol) wurde in einer 3-M-Lösung von Kaliumhydroxid in 1-Butanol (10 mL, 30 mmol) gelöst. Die resultierende Lösung wurde 3 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt und abgekühlt. Der Lösung wurden 10 mL einer 1,6-M-Salzsäurelösung zugesetzt. Das Produkt wurde mit 3 x 40 mL Diethylether extrahiert und mit 3 x 40 mL Wasser gewaschen. Die organischen Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampferentfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 1,19 g (85,0%).
Safrol (1,40 g, 8,63 mmol) wurde in einer 3-M-Lösung von Kaliumhydroxid in 1-Butanol (10 mL, 30 mmol) gelöst. Die resultierende Lösung wurde 3 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt und abgekühlt. Der Lösung wurden 10 mL einer 1,6-M-Salzsäurelösung zugesetzt. Das Produkt wurde mit 3 x 40 mL Diethylether extrahiert und mit 3 x 40 mL Wasser gewaschen. Die organischen Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampferentfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 1,19 g (85,0%).
MDP2P (6) (Route 2)
Eine Lösung, die Wasserstoffperoxid (2,0 mL, 9,9 M, 20 mmol) und Ameisensäure (10 mL, 23,6 M, 240 mol) enthielt, wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur in einem birnenförmigen 50-mL-Kolben gerührt. Isosafrol (800 mg, 4,93 mmol) wurde in 6 mL Aceton zugegeben und 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Die flüchtigen Bestandteile der resultierenden Lösung wurden im Vakuum entfernt, wobei ein roter Rückstand zurückblieb. Der Rückstand wurde erneut in 10 mL Methanol gelöst und mit 10 mL 2,8 M Schwefelsäure versetzt. Die resultierende Lösung wurde 3 h lang unter Rückfluss erhitzt und abgekühlt. Das Produkt wurde mit 3 x 40 mL Diethylether extrahiert und mit 40 mL Wasser und 40 mL gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Die Ether-Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 538 mg (61,2 %).
Eine Lösung, die Wasserstoffperoxid (2,0 mL, 9,9 M, 20 mmol) und Ameisensäure (10 mL, 23,6 M, 240 mol) enthielt, wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur in einem birnenförmigen 50-mL-Kolben gerührt. Isosafrol (800 mg, 4,93 mmol) wurde in 6 mL Aceton zugegeben und 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Die flüchtigen Bestandteile der resultierenden Lösung wurden im Vakuum entfernt, wobei ein roter Rückstand zurückblieb. Der Rückstand wurde erneut in 10 mL Methanol gelöst und mit 10 mL 2,8 M Schwefelsäure versetzt. Die resultierende Lösung wurde 3 h lang unter Rückfluss erhitzt und abgekühlt. Das Produkt wurde mit 3 x 40 mL Diethylether extrahiert und mit 40 mL Wasser und 40 mL gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Die Ether-Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dekantiert und das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt , wobei ein braunes Öl entstand. Ausbeute: 538 mg (61,2 %).
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